JPH09218324A - Light emission module - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、光通信用の発光モ
ジュールに関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a light emitting module for optical communication.
【0002】[0002]
【従来の技術】光通信用の発光モジュールは、レーザダ
イオード(LD)とレンズ及びファイバとを組み合わせ
て一体化し、LDから出射されたレーザ光がレンズで集
光されてファイバに光学的に結合されるようになってお
り、ファイバを挿脱可能にしたレセプタクル型と称せら
れるものと、予めファイバを固定したピッグテール型と
称せられるものに大別される。2. Description of the Related Art A light emitting module for optical communication is integrated by combining a laser diode (LD) with a lens and a fiber, and laser light emitted from the LD is condensed by the lens and optically coupled to the fiber. The optical fiber is roughly classified into a receptacle type in which a fiber can be inserted and removed and a so-called pigtail type in which a fiber is fixed in advance.
【0003】これらレセプタクル型やピッグテール型の
発光モジュールにおいて、ファイバ出力(効率)をいか
に安定させるかということは重要課題である。ファイバ
出力は光の結合位置に対するファイバの光軸垂直方向
(XY方向)の位置ずれに依存し、一般的にはレンズの
ファイバ側開口数(以下、NAと称す)を0.1程度に
し、レンズのLD側NAを高効率モジュールについては
大きくし、低効率モジュールについては小さくするよう
にしている。In these receptacle type and pigtail type light emitting modules, how to stabilize the fiber output (efficiency) is an important issue. The fiber output depends on the positional deviation of the fiber in the direction perpendicular to the optical axis (XY direction) with respect to the light coupling position. Generally, the numerical aperture (hereinafter referred to as NA) on the fiber side of the lens is set to about 0.1, The LD side NA is increased for the high efficiency module and decreased for the low efficiency module.
【0004】[0004]
【発明が解決しようとする課題】ところで、シングルモ
ードファイバの光導波部であるコアは、直径が10μm
程度しかなく、また、中心から1μm程度の偏心がある
ため、ファイバを挿脱可能にしたレセプタクル型の発光
モジュールでは、挿脱時にファイバがXY方向に僅かな
でも位置ずれしやすく、ファイバ出力が大きく低下する
という問題点があった。また、ファイバを固定したピッ
グテール型の発光モジュールでも、使用環境条件などに
よりファイバが位置ずれすると、ファイバ出力が低下す
るという問題点があった。By the way, the core which is the optical waveguide portion of the single mode fiber has a diameter of 10 μm.
Since there is only a small degree and there is an eccentricity of about 1 μm from the center, in the receptacle type light emitting module in which the fiber can be inserted / removed, the fiber is likely to be slightly displaced in the XY direction at the time of insertion / removal, and the fiber output is large. There was a problem that it decreased. Further, even in a pigtail type light emitting module in which a fiber is fixed, there is a problem that the fiber output is reduced when the fiber is displaced due to environmental conditions of use.
【0005】本発明は上記従来の問題点に鑑み、レーザ
光の光軸方向と直交する方向のファイバの位置ずれに起
因する出力低下を防止することができる発光モジュール
を提供することを目的とする。In view of the above problems of the prior art, it is an object of the present invention to provide a light emitting module capable of preventing a decrease in output due to a positional shift of a fiber in a direction orthogonal to the optical axis direction of laser light. .
【0006】[0006]
【課題を解決するための手段】本発明は、レンズのファ
イバ側のNAを0.08以下に設定することとする。こ
のように、レンズのファイバ側NAを0.08以下にす
ると、光の回折の影響でファイバの端面上に結像される
ビーム径が大きくなるため、レーザ光の光軸方向と直交
する方向のファイバの位置ずれによる影響を防止して出
力低下を防止することができる。According to the present invention, the NA on the fiber side of the lens is set to 0.08 or less. As described above, when the NA on the fiber side of the lens is 0.08 or less, the beam diameter formed on the end face of the fiber increases due to the influence of light diffraction, so that the direction of the laser light in the direction orthogonal to the optical axis direction is increased. It is possible to prevent the influence of the positional displacement of the fiber and prevent the output from decreasing.
【0007】[0007]
【発明の実施の形態】本発明の発光モジュールでは、レ
ーザダイオードと、このレーザダイオードの出射光を集
光してファイバに出力するレンズとを備え、前記レンズ
のファイバ側のNAを0.08以下にしてある。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION The light emitting module of the present invention comprises a laser diode and a lens for converging the light emitted from the laser diode and outputting it to a fiber, and the NA on the fiber side of the lens is 0.08 or less. I am doing it.
【0008】前記レンズのファイバ側のNAを0.08
以下にする手段として、レンズを部分的に凸形状にした
り、レンズの表面に遮光層を形成しても良いが、レンズ
を支持するレンズホルダの開口を利用すると効果的であ
る。NA on the fiber side of the lens is 0.08
As a means to be described below, the lens may be partially convex or a light-shielding layer may be formed on the surface of the lens, but it is effective to use the opening of the lens holder that supports the lens.
【0009】[0009]
【実施例】実施例を図面を参照して説明すると、図1は
実施例に係る発光モジュールを示す構成図、図2は実施
例と従来例におけるファイバ位置ずれと効率変化の関係
を示す説明図、図3はレンズのファイバ側NAとファイ
バ位置ずれの許容値との関係を示す説明図、図4はレン
ズのファイバ側NAと結合効率の関係を示す説明図であ
る。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a block diagram showing a light emitting module according to the embodiment, and FIG. 3 is an explanatory view showing the relationship between the fiber side NA of the lens and the allowable value of the fiber position deviation, and FIG. 4 is an explanatory view showing the relationship between the fiber side NA of the lens and the coupling efficiency.
【0010】図1は一例としてファイバFが挿脱可能な
レセプタクル型の発光モジュールを示し、LD1はLD
ホルダ1aにより支持され、レンズ2は鏡筒3と共にレ
ンズホルダ2aにより支持されている。LDホルダ1a
とレンズホルダ2aはLD1とレンズ2の光軸が一致す
るように嵌合して固定されている。レンズホルダ2aに
はコネクタ4を取り付けるための割りスリーブ5が固定
されており、このコネクタ4に対してファイバFが挿脱
される。更に、レンズホルダ2aにはレンズ2のファイ
バF側NAを決定するための開口2bが形成されてお
り、ファイバF側NAは0.08以下に設定されてい
る。この開口2bはレンズホルダ2aの出射側に形成さ
れているが、 レンズ2のLD側NA=ファイバ側NA×倍率 の関係にあるため、この関係を維持しつつ、レンズホル
ダ2aの入射側に形成した開口によって、レンズ2のフ
ァイバF側NAを決定しても良い。あるいは、レンズ2
表面に遮光層を形成したり、レンズ2表面の有効径部分
のみを凸形状とし、これら遮光層や凸部よってレンズ2
のファイバF側NAを決定しても良い。FIG. 1 shows, as an example, a receptacle type light emitting module in which a fiber F can be inserted and removed, and LD1 is an LD.
The lens 2 is supported by the holder 1a, and the lens 2 is supported by the lens holder 2a together with the lens barrel 3. LD holder 1a
The lens holder 2a is fitted and fixed so that the optical axes of the LD 1 and the lens 2 coincide with each other. A split sleeve 5 for mounting the connector 4 is fixed to the lens holder 2a, and the fiber F is inserted into and removed from the connector 4. Further, the lens holder 2a is formed with an opening 2b for determining the NA on the fiber F side of the lens 2, and the NA on the fiber F side is set to 0.08 or less. The opening 2b is formed on the exit side of the lens holder 2a, but since the relationship of the LD side NA of the lens 2 = the fiber side NA × magnification is satisfied, the opening 2b is formed on the entrance side of the lens holder 2a while maintaining this relationship. The NA on the fiber F side of the lens 2 may be determined by the opening. Alternatively, lens 2
A light-shielding layer is formed on the surface, or only the effective diameter portion of the surface of the lens 2 is made to have a convex shape.
The fiber F side NA may be determined.
【0011】このような構成において、図2に示すよう
に、ファイバFがレーザ光の光軸方向と直交する方向
(XY方向)に位置ずれが発生すると、ファイバ出力
(効率)が低下する。ここで、出力低下の許容値を−
0.5dBとすると、従来例のようにレンズのファイバ
側NAを0.1程度にした場合、XY方向の位置ずれの
許容値は±1.7〜1.8μm以下となる。しかしなが
ら、前述したように、シングルモードファイバの光導波
部であるコアの直径は10μm程度しかなく、しかも、
中心から1μm程度の偏心があるので、±1.7〜1.
8μm以下の許容値でコアの位置ずれや偏心を吸収する
ことは容易でない。これに対して、本実施例では、開口
2bによりレンズ2のファイバ側のNAを0.08以下
に小さくしてあるため(例えば、ファイバ側NA=0.
06)、回折の効果を利用してビーム径が大きなり、X
Y方向の位置ずれ許容値を±2.5μm程度まで拡げる
ことができる。これは、許容値がファイバFの入射端面
上に結像されるレーザ光のビーム径に依存するからであ
り、ビーム径が大きくすれば許容値を大きくすることが
できる。In such a configuration, as shown in FIG. 2, if the fiber F is displaced in the direction (XY direction) orthogonal to the optical axis direction of the laser light, the fiber output (efficiency) is lowered. Here, the allowable value of output reduction is −
If it is set to 0.5 dB, when the fiber side NA of the lens is set to about 0.1 as in the conventional example, the allowable value of the positional deviation in the XY directions is ± 1.7 to 1.8 μm or less. However, as described above, the diameter of the core, which is the optical waveguide of the single mode fiber, is only about 10 μm, and
Since there is an eccentricity of about 1 μm from the center, ± 1.7 to 1.
It is not easy to absorb the positional deviation and eccentricity of the core with the allowable value of 8 μm or less. On the other hand, in this embodiment, the NA on the fiber side of the lens 2 is reduced to 0.08 or less by the opening 2b (for example, NA on the fiber side = 0.
06), the beam diameter increases due to the effect of diffraction, X
It is possible to widen the positional deviation tolerance in the Y direction to about ± 2.5 μm. This is because the allowable value depends on the beam diameter of the laser light imaged on the incident end surface of the fiber F, and the allowable value can be increased by increasing the beam diameter.
【0012】図3は倍率M=1、2、3、4毎のファイ
バ側NAに対する位置ずれ許容値を示しており、レンズ
2のファイバ側NAが小さくなると位置ずれ許容値が大
きくなり、また、レンズ2のファイバ側NAが0.08
以下になると倍率Mの影響を受けないことがわかる。例
えば、ファイバ側NAが0.07の場合には位置ずれ許
容値は±2.25μmとなり、従来例の±1.75μm
だけずれた場合の効率変化は 0.5×(1.75/2.25)2=約0.3dB となる。したがって、このようにファイバ側NAを0.
08以下、望ましはNA≦0.07以下にすることによ
り、ファイバのXY方向の位置ずれの効率変化を小さく
することができる。FIG. 3 shows the positional deviation permissible values with respect to the fiber-side NA for each of the magnifications M = 1, 2, 3, and 4. The smaller the fiber-side NA of the lens 2, the larger the positional deviation permissible value. NA on the fiber side of lens 2 is 0.08
It will be understood that the influence of the magnification M is not affected if the following is satisfied. For example, when the fiber side NA is 0.07, the positional deviation allowable value is ± 2.25 μm, which is ± 1.75 μm in the conventional example.
The efficiency change when there is a deviation is 0.5 × (1.75 / 2.25) 2 = about 0.3 dB. Therefore, the NA on the fiber side is set to 0.
By setting it to be 08 or less, preferably NA ≦ 0.07 or less, it is possible to reduce the efficiency change of the positional deviation of the fiber in the XY directions.
【0013】図4は倍率M=1、1.5、2、3、4毎
のファイバ側NAに対する結合効率を示し、図4から得
られる出力は、2mWの高出力を所望する場合、LD出
力=6mWとすると、 効率(2/6)=33.3% ≒−4.8dB となり、 M=4、ファイバ側NA≒0.075 の高出力モジュールが得られる。FIG. 4 shows the coupling efficiency with respect to the fiber side NA for each of the magnifications M = 1, 1.5, 2, 3, 4, and the output obtained from FIG. 4 is the LD output when a high output of 2 mW is desired. = 6 mW, efficiency (2/6) = 33.3% ≈−4.8 dB, and a high output module with M = 4 and fiber side NA≈0.075 is obtained.
【0014】また、1mWの低出力を所望する場合、 効率(1/6)=16.7% ≒−7.8dB となり、M=3、ファイバ側NA≒0.06の低出力モ
ジュールを得ることができ、したがって、ファイバ側N
Aを0.08以下に小さくしても、高出力から低出力ま
での発光モジュールを得ることができる。When a low output of 1 mW is desired, efficiency (1/6) = 16.7% ≈−7.8 dB, and M = 3, fiber side NA≈0.06 to obtain a low output module. And therefore the fiber side N
Even if A is reduced to 0.08 or less, a light emitting module with a high output to a low output can be obtained.
【0015】なお、上記実施例ではレセプタクル型の発
光モジュールを例にとって説明したが、図5に示すよう
に、ファイバFが固定されるピッグテール型の発光モジ
ュールにも本発明を適用することができる。この場合、
ファイバFはレンズホルダ2aに対して、例えばYAG
レーザにより溶接で固定される。Although the receptacle type light emitting module has been described in the above embodiment, the present invention can be applied to a pigtail type light emitting module to which the fiber F is fixed, as shown in FIG. in this case,
The fiber F is, for example, YAG with respect to the lens holder 2a.
It is fixed by welding with a laser.
【0016】[0016]
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、レ
ンズのファイバ側の開口数(NA)を0.08以下にし
たので、ファイバの端面上に結像されるビーム径が大き
くなり、したがって、ファイバのレーザ光の光軸方向と
直交する方向の位置ずれに起因する出力低下を抑えるこ
とができる。As described above, according to the present invention, since the numerical aperture (NA) on the fiber side of the lens is 0.08 or less, the beam diameter imaged on the end face of the fiber becomes large, Therefore, it is possible to suppress the output reduction due to the positional deviation of the fiber in the direction orthogonal to the optical axis direction of the laser light.
【図1】実施例に係る発光モジュールを示す構成図であ
る。FIG. 1 is a configuration diagram showing a light emitting module according to an embodiment.
【図2】実施例と従来例におけるファイバ位置ずれと効
率変化の関係を示す説明図である。FIG. 2 is an explanatory diagram showing the relationship between fiber position deviation and efficiency change in the example and the conventional example.
【図3】レンズのファイバ側NAとファイバ位置ずれの
許容値の関係を示す説明図である。FIG. 3 is an explanatory diagram showing a relationship between an NA on a fiber side of a lens and an allowable value of a fiber position deviation.
【図4】レンズのファイバ側NAと結合効率の関係を示
す説明図である。FIG. 4 is an explanatory diagram showing a relationship between NA on a fiber side of a lens and coupling efficiency.
【図5】他の実施例に係る発光モジュールを示す構成図
である。FIG. 5 is a configuration diagram showing a light emitting module according to another embodiment.
1 レーザダイオード(LD) 2 レンズ 2a レンズホルダ 2b 開口 F ファイバ 1 laser diode (LD) 2 lens 2a lens holder 2b aperture F fiber
Claims (2)
ードの出射光を集光してファイバに出力するレンズとを
備え、前記レンズのファイバ側の開口数を0.08以下
にしたことを特徴とする発光モジュール。1. A light emitting device comprising: a laser diode; and a lens that collects light emitted from the laser diode and outputs the condensed light to a fiber, and the numerical aperture on the fiber side of the lens is 0.08 or less. module.
え、このレンズホルダに形成された開口で前記レンズの
ファイバ側の出射光を絞ることにより、前記レンズのフ
ァイバ側の開口数を0.08以下にしたことを特徴とす
る請求項1に記載の発光モジュール。2. A lens holder for supporting the lens is provided, and the numerical aperture on the fiber side of the lens is 0.08 or less by narrowing the emitted light on the fiber side of the lens by an opening formed in the lens holder. The light emitting module according to claim 1, wherein
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| JP8022696A JPH09218324A (en) | 1996-02-08 | 1996-02-08 | Light emission module |
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Applications Claiming Priority (1)
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| JP8022696A JPH09218324A (en) | 1996-02-08 | 1996-02-08 | Light emission module |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
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| JPH09218324A true JPH09218324A (en) | 1997-08-19 |
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ID=12090044
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| US5751878A (en) | 1998-05-12 |
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